CN112123997A - 一种隐身轮胎装饰盖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于功能材料技术领域，提供了一种隐身轮胎装饰盖，包括轮毂盖(1)和伪装草(2)，所述轮毂盖(1)内侧有固定支架，固定支架将轮毂盖固定连接在车辆轮毂上；所述轮毂盖(1)为多层结构，依次包括基材(16)、红外隐身涂层、雷达吸波涂层(13)、金属反射层(12)和保护层(11)；当轮毂盖(1)与车辆轮毂固定连接时，所述保护层(11)位于靠近车辆轮毂一侧；所述伪装草粘贴在所述轮毂盖(1)的基材(16)上远离红外隐身涂层一侧的表面上，本发明的红外隐身涂层包括内部分散有相变胶囊的降温涂层和采用低导热系数的隔热涂层。本发明的隐身轮胎装饰盖能解决车辆轮胎部位的隐身问题，显著提高红外隐身效果。

Description

一种隐身轮胎装饰盖及其制备方法

技术领域

本发明总体地涉及功能材料技术领域，具体地涉及隐身轮胎装饰盖及其制备方法。

背景技术

由Stefan-Boltzmann热辐射基本规律可知，物体的红外辐射特征是由表面温度和发射率决定的，而且温度较之发射率能更显著地影响红外热像仪的感知。

车辆的轮胎在转动过程中由于和驱动轴及路面的摩擦会产生大量的热量，再加上太阳辐射和地面的辐射，使其温度迅速升高，因此轮胎的红外辐射特征非常明显。总体来说，车辆的辐射温度要高于背景，但整个车体的辐射中，车辆上部辐射相对较弱，车体下部轮胎部位和发动机部位辐射较强。因此，要实现整车的红外隐身，汽车轮胎部位必须采取有效措施降低红外辐射。

实现红外伪装有两种主要的途径：1、降低目标表面温度。可以用作降低目标表面温度的红外隐身材料是降温材料；2、降低目标表面的发射率，即采用低发射率材料作为红外隐身材料。降温材料是降低目标热辐射的最有效方法，主要由隔热材料和相变材料组成。通过在轮胎装饰盖面板上喷涂由相变涂层及隔热涂层构成的复合涂层，可以实现显著降温的目的。

另外，车辆轮胎内的轮毂为金属结构，容易形成强反射点。

现有技术中，车辆仅对轮毂部分采取了红外伪装措施，且所用红外涂层为低发射率涂层，红外隐身效果一般。

在解决雷达隐身的同时，通过多种技术手段针对红外特征的显著暴露点和车辆行驶过程中的隐身效果提高，是解决车辆轮胎隐身设计的重点和难点。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的缺陷，提供一种隐身轮胎装饰盖及其制备方法，该隐身轮胎装饰盖包括轮毂盖和伪装草，轮毂盖罩在轮胎上的车辆轮毂外侧，轮毂盖板材中包括红外和雷达隐身材料，能够降低车辆轮毂的暴露特征，且重点在红外隐身材料中综合使用以相变为主的降温涂层和以低导热为主的隔热涂层，再在轮毂盖外侧使用伪装草，能够覆盖整个轮胎部位，实现更好的红外隐身效果。

本发明的技术方案是，一种隐身轮胎装饰盖，包括轮毂盖和伪装草，所述轮毂盖内侧有固定支架，固定支架将轮毂盖固定连接在车辆轮毂上；所述轮毂盖为多层结构，依次包括基材、红外隐身涂层、雷达吸波涂层、金属反射层和保护层；当与车辆轮毂固定连接时，所述保护层位于靠近车辆轮毂一侧；所述伪装草粘贴在所述轮毂盖的基材上远离红外隐身涂层的一侧表面，实现对车辆的变形隐身和红外隐身。

轮毂盖用于对车辆轮毂部位进行红外和雷达波段的隐身，伪装草设置在轮毂盖外侧，对轮毂盖的隐身效果进行增强和补充。

进一步的，上述基材为塑料或玻璃钢材料材质；当基材为塑料材质时，所述塑料包括环氧树脂、乙烯基酯树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂中的一种；当所述基材为玻璃钢材料材质时，所述玻璃钢材料由树脂基质和增强纤维复合形成，所述树脂基质包括ASA，PP，PA，PE，PBT，PET，PPS，ABS，PU中的一种或几种的组合，所述增强纤维为玻璃纤维、碳纤维、石英纤维、Kevlar纤维中的一种或几种的组合。当所述基材为塑料材质时，采用注塑或吸塑成型；当所述基材为玻璃钢材料材质时，采用RTM工艺成型；注塑一般用金属模具，RTM采用金属或玻璃钢模具均可。

基材用在距离侦察方向最近的车辆轮胎最外侧，其在保证内部层的基础上，还应具有雷达和红外波段的透射性能，使雷达波和红外辐射不在该层被反射回侦察方向。

进一步的，上述红外隐身涂层包括隔热涂层和降温涂层；降温涂层与所述基材叠合连接，所述隔热涂层与所述雷达吸波涂层叠合连接；降温涂层为相变微胶囊分散到涂料中形成的涂层，相变微胶囊的壳体材质为碳酸钙、脲醛树脂、蜜胺树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种，所述相变微胶囊的内核材料为硬脂酸丁脂、聚乙烯蜡、液体石蜡、正十六烷、辛酸、月桂酸、棕榈酸中的一种或几种的组合；相变微胶囊的粒径在0.1μm～1mm之间；相变微胶囊在降温涂层中的体积分数30％～80％；所述降温涂层的厚度为0.5-2mm，其相变潜热为100～200J/g；隔热涂层为空心微珠或气凝胶分散到涂料中形成的涂层，涂层厚度为0.5-3mm，导热系数小于0.2W/(m·k)。

本发明的红外隐身涂层采用降温和隔热相结合的技术途径，降温涂层通过相变胶囊的大储热特性，使其尽可能多地在其相转变温度范围内吸收热量，使其表面温度不升高，达到降温目的；隔热是通过低传导系数材料实现内外的热量不相互传递。

进一步的，上述雷达吸波涂层为雷达波吸收剂均匀分散在树脂中形成的层；所述雷达波吸收剂为铁氧体、羰基铁、多晶铁、合金粉、碳纤维、碳黑、碳纳米管、石墨烯、钛酸钡的一种或多种；所述雷达波吸收剂的形状为片状、球状、纤维状、棒状、花状、树枝状、不规则状的一种或多种；所述树脂为环氧树脂或聚氨酯树脂；所述雷达吸波涂层厚度为0.3-1.5mm。

进一步的，上述金属反射层为导电漆层，所述导电漆由金属粉末均匀分散在环氧树脂中形成，所述金属粉末为铜、银、金的一种或几种的组合；所述金属反射层的涂层厚度为0.1-0.5mm。

金属反射层为雷达全反射层，使雷达波在该层被反射回，以最大程度发挥其上部的雷达吸波涂层的隐身效果；同时遮蔽车辆轮毂及其内侧的高雷达反射部位；同时，金属反射层的高导热热性，也能使车辆轮胎的明显发热特征被改变，即将明显的高热圆环变成温度相对低的圆。

进一步的，上述保护层为聚脲树脂通过固化剂固化形成的层，保护层的厚度为0.5～3mm。保护层用于保护内部各层。

进一步的，上述轮毂盖为锅盖状圆盘结构，固定支架设置在圆盘的凹状中心；所述轮毂盖的直径比车辆轮毂的直径大8-12cm；所述伪装草为圆环状结构，所述圆环的外径与所述轮毂盖的外径相同，所述圆环的宽度等于轮毂盖和车辆轮毂之间的半径差，以使伪装草粘贴在所述轮毂盖的外表面上。伪装草由人造草和表面喷涂红外隐身涂料构成形成；所述人造草为高分子薄膜切割成的仿草形结构，所述高分子薄膜为聚酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜中的一种；所述人造草的厚度为10～50μm，茎叶长度5～40cm；所述红外隐身涂料为3～5μm和8～14μm波段的低发射率涂料，红外隐身涂料形成的涂层厚度为40～120μm，红外发射率在0.3～0.6之间。

本发明同时提供了上述隐身轮胎装饰盖的制备方法，它包括以下步骤：

S1、利用模具制备轮毂盖基材；当采用注塑和RTM工艺制备基材使，使用包括阴模和阳模的模具，阴模和阳模闭合后形成的空腔即为锅盖状圆盘；当采用吸塑工艺时，可以使用单面模具。

S2、轮毂盖各涂层制备：轮毂盖各涂层制备：分别制备降温涂料、隔热涂料、雷达吸波涂料、金属涂料和防护层涂料，依次将降温涂料、隔热涂料、雷达吸波涂料、金属涂料和防护层涂料涂覆于所述基材表面，然后，放入固化炉中烘干；

S3、伪装草制备和粘贴：将制备好的伪装草粘贴在轮毂盖的基材的表面。

所述步骤S1中，制备轮毂盖基材的模具为直径大于车辆轮毂直径8-12cm的锅盖状圆盘；

上述步骤S2中，降温涂料层、隔热涂层、雷达吸波涂料层、金属反射层和防护层在基材表面的涂覆采用喷涂的方式实施，在已经喷涂的一层晾干之后再进行下一层的喷涂；

上述步骤S3中，伪装草的制备方法包括：制备好低发射率涂料并喷涂于高分子薄膜表面，待固化后，将涂覆发射率涂料的高分子薄膜切割成类似于草形的结构，绑扎成4-6cm宽度的圆环垫，然后将圆环垫粘贴在装饰盖的外圈。

本发明与现有技术相比具有如下突出优点：

1)目前，装备车辆轮胎红外隐身性能的实现通常采用轮毂盖结构，但是轮毂盖仅对轮毂部分起作用，本发明的隐身轮胎装饰盖，几乎能够完全覆盖轮胎部位；并且相比于传统红外隐身采用的低发射率涂层，本发明在轮毂盖基材上喷涂由降温涂层和隔热涂层构成的复合涂层，能显著提升轮胎部位的红外隐身效果。

2)本发明的轮毂盖四周连接一定刚度的柔性伪装草，对轮胎部位的红外隐身起到补充和增强作用；同时，伪装草设置在基材表面，还能避免车辆轮胎部位发生硬碰撞时导致盖体破坏。

3)本发明将雷达吸波涂层和红外隐身涂层结合到车辆轮胎部位隐身上，提供一种轻质(面密度不大于6.5Kg/m²)隐身轮胎装饰盖，兼具雷达、红外隐身及机械物理性能，同时解决了车辆静态和动态过程中的隐身问题。

本发明的隐身轮胎装饰盖，具有结构新颖，工艺简单，成本低廉、隐身性能尤其是红外隐身性能好等优点，应用于装备车辆能显著提升其伪装隐身性能。

附图说明

从下面结合附图对本发明实施例的详细描述中，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得更加清楚并更容易理解，其中：

图1为本发明实施例中隐身轮胎装饰盖的结构示意图，其中1-轮毂盖，2-伪装草；

图2为本发明实施例中隐身轮胎装饰盖中轮毂盖的层结构示意图，其中11-保护层，12-金属反射层，13-雷达吸波涂层，14-隔热涂层，15-降温涂层，16-基材。

图3为本发明实施例中隐身轮胎装饰盖安装固定在车辆轮胎和车辆轮毂上的示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

一种隐身轮胎装饰盖，其结构如图1所示，包括轮毂盖1和伪装草2，所述轮毂盖1内侧有固定支架，固定支架将轮毂盖固定连接在车辆轮毂上；所述轮毂盖1为多层结构，其结构如图2所示，依次包括基材16、红外隐身涂层、雷达吸波涂层13、金属反射层12和保护层11；当与车辆轮毂固定连接时，所述保护层11位于靠近车辆轮毂一侧；所述伪装草粘贴在所述轮毂盖1的基材16表面。轮毂盖1中各层的具体选材和层参数优选设计如下：

基材16为塑料或玻璃钢材料材质；当基材16为塑料材质时，所述塑料包括环氧树脂、乙烯基酯树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂中的一种；当所述基材16为玻璃钢材料材质时，所述玻璃钢材料由树脂基质和增强纤维复合形成，所述树脂基质包括ASA，PP，PA，PE，PBT，PET，PPS，ABS，PU中的一种或几种的组合，所述增强纤维为玻璃纤维、碳纤维、石英纤维、Kevlar纤维中的一种或几种的组合。当所述基材为塑料材质时，采用注塑或吸塑成型；当所述基材为玻璃钢材料材质时，采用RTM工艺成型。

红外隐身涂层包括隔热涂层14和降温涂层15；所述降温涂层15与所述基材16叠合连接，所述隔热涂层14与所述雷达吸波涂层13叠合连接；所述降温涂层为相变微胶囊分散到涂料中形成的涂层，所述相变微胶囊的壳体材质为碳酸钙、脲醛树脂、蜜胺树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种，所述相变微胶囊的内核材料为硬脂酸丁脂、聚乙烯蜡、液体石蜡、正十六烷、辛酸、月桂酸、棕榈酸中的一种或几种的组合；所述相变微胶囊的粒径在0.1μm～1mm之间；所述相变微胶囊在降温涂层15中的体积分数30％～80％；所述降温涂层15的厚度为0.5-2mm，其相变潜热为100～200J/g；所述隔热涂层为空心微珠或气凝胶分散到涂料中形成的涂层，涂层厚度为0.5-3mm，导热系数小于0.2W/m·k。

雷达吸波涂层13为雷达波吸收剂均匀分散在树脂中形成的层；所述雷达波吸收剂为铁氧体、羰基铁、多晶铁、合金粉、碳纤维、碳黑、碳纳米管、石墨烯、钛酸钡的一种或多种；所述雷达波吸收剂的形状为片状、球状、纤维状、棒状、花状、树枝状、不规则状的一种或多种；所述树脂为环氧树脂或聚氨酯树脂；所述雷达吸波涂层厚度为0.3-1.5mm。

金属反射层12为导电漆层，所述导电漆由金属粉末均匀分散在环氧树脂中形成，所述金属粉末为铜、银、金的一种或几种的组合；所述金属反射层的涂层厚度为0.1-0.5mm。

保护层11为聚脲树脂通过固化剂固化形成的层，保护层11的厚度为0.5～3mm。

轮毂盖1为锅盖状圆盘结构，固定支架设置在圆盘的凹状中心；所述轮毂盖1的直径比车辆轮毂的直径大8-12cm；所述伪装草2为圆环状结构，所述圆环的外径与所述轮毂盖1的外径相同，所述圆环的宽度等于轮毂盖1和车辆轮毂之间的半径差，以使伪装草2粘贴在所述轮毂盖1的外表面上。伪装草2粘贴在轮毂盖1的外表面，粘贴伪装草2后的轮毂盖固定在车辆轮胎

伪装草2由人造草和表面喷涂红外隐身涂料构成形成；人造草为高分子薄膜切割成的仿草形结构，所述高分子薄膜为聚酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜中的一种；人造草的厚度为10～50μm，茎叶长度5～40cm；红外隐身涂料为3～5μm和8～14μm波段的低发射率涂料，红外隐身涂料形成的涂层厚度为40～120μm，红外发射率在0.3～0.6之间。

实施例2

一种隐身轮胎装饰盖的制备方法：

步骤1：轮毂盖塑料基材制备

制备轮毂盖金属模具，使用ABS塑料材料通过注塑成型方法制备塑料轮毂盖。

步骤2：轮毂盖其他涂层制备

分别制备相变微胶囊降温涂料、SiO₂气凝胶隔热涂料、雷达吸波涂料、导电涂料及聚脲涂料，按图2所示的顺序依次喷涂于轮毂盖的基材表面，各层厚度分别是1.5mm、2mm、0.8mm、0.2mm、1mm，放入固化炉中烘干。

步骤3：伪装草制备

在40μm厚的聚乙烯薄膜表面喷涂制备好的低发射率涂料，喷涂的涂层厚度约60μm，然后将表面涂层固化后的薄膜切割成类似于草形的结构，扎绑成4厘米宽的圆环垫，圆环的外径与轮毂盖外径一致。

实施例3：

步骤1：轮毂盖玻璃钢基材制备

制备轮毂盖金属模具，选用环氧树脂作为基材，玻璃纤维作为增强纤维，通过RTM工艺制备轮毂盖。

步骤2：轮毂盖其他涂层制备

分别制备相变微胶囊降温涂料、空心玻璃微珠隔热涂料、雷达吸波涂料、导电涂料及聚脲涂料，按图2所示的顺序依次喷涂于轮毂盖基材表面，各层厚度分别是1mm、2mm、0.6mm、0.3mm、1.5mm，放入固化炉中烘干。

步骤3：伪装草制备

在30μm后的聚丙烯薄膜表面喷涂制备好低发射率涂料，喷涂的涂层厚度约50μm，待固化后切割成类似于草形的结构，扎绑成8厘米宽的圆环垫，圆环的外径与轮毂盖外径一致。

本发明实施例所得隐身轮胎装饰盖能显著提升车辆轮胎部位的隐身效果，尤其是红外隐身的效果。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种隐身轮胎装饰盖，其特征在于，包括轮毂盖(1)和伪装草(2)，所述轮毂盖(1)内侧有固定支架，固定支架将轮毂盖(1)固定连接在车辆轮毂上；所述轮毂盖(1)为多层结构，依次包括基材(16)、红外隐身涂层、雷达吸波涂层(13)、金属反射层(12)和保护层(11)；当轮毂盖(1)与车辆轮毂固定连接时，所述保护层(11)位于靠近车辆轮毂一侧；所述伪装草粘贴在所述轮毂盖(1)的基材(16)上远离红外隐身涂层一侧的表面上。

2.如权利要求1所述的隐身轮胎装饰盖，其特征在于，所述基材(16)为塑料或玻璃钢材料材质；当基材(16)为塑料材质时，所述塑料包括环氧树脂、乙烯基酯树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂中的一种；当所述基材(16)为玻璃钢材料材质时，所述玻璃钢材料由树脂基质和增强纤维复合形成，所述树脂基质包括ASA，PP，PA，PE，PBT，PET，PPS，ABS，PU中的一种或几种的组合，所述增强纤维为玻璃纤维、碳纤维、石英纤维、Kevlar纤维中的一种或几种的组合。

3.如权利要求2所述的隐身轮胎装饰盖，其特征在于，当所述基材为塑料材质时，基材采用注塑或吸塑成型；当所述基材为玻璃钢材料材质时，基材采用RTM工艺成型。

4.如权利要求1所述的隐身轮胎装饰盖，其特征在于，所述红外隐身涂层包括隔热涂层(14)和降温涂层(15)；

所述降温涂层(15)与所述基材(16)叠合连接，所述隔热涂层(14)与所述雷达吸波涂层(13)叠合连接；

所述降温涂层为相变微胶囊分散到涂料中形成的涂层，所述相变微胶囊的壳体材质为碳酸钙、脲醛树脂、蜜胺树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种，所述相变微胶囊的内核材料为硬脂酸丁脂、聚乙烯蜡、液体石蜡、正十六烷、辛酸、月桂酸、棕榈酸中的一种或几种的组合；所述相变微胶囊的粒径在0.1μm～1mm之间；所述相变微胶囊在降温涂层(15)中的体积分数30％～80％；所述降温涂层(15)的厚度为0.5-2mm，降温涂层(15)的相变潜热为100～200J/g；

所述隔热涂层为空心微珠或气凝胶分散到涂料中形成的涂层，涂层厚度为0.5-3mm，导热系数小于0.2W/(m·k)。

5.如权利要求1所述的隐身轮胎装饰盖，其特征在于，所述雷达吸波涂层(13)为雷达波吸收剂均匀分散在树脂中形成的层；所述雷达波吸收剂为铁氧体、羰基铁、多晶铁、合金粉、碳纤维、碳黑、碳纳米管、石墨烯、钛酸钡的一种或多种；所述雷达波吸收剂的形状为片状、球状、纤维状、棒状、花状、树枝状、不规则状的一种或多种；所述树脂为环氧树脂或聚氨酯树脂；所述雷达吸波涂层厚度为0.3-1.5mm。

6.如权利要求1所述的隐身轮胎装饰盖，其特征在于，所述金属反射层(12)为导电漆层，所述导电漆由金属粉末均匀分散在环氧树脂中形成，所述金属粉末为铜、银、金的一种或几种的组合；所述金属反射层的涂层厚度为0.1-0.5mm。

7.如权利要求1所述的隐身轮胎装饰盖，其特征在于，所述保护层(11)为聚脲树脂通过固化剂固化形成的层，保护层(11)的厚度为0.5～3mm。

8.如权利要求1所述的隐身轮胎装饰盖，其特征在于，

所述轮毂盖(1)为锅盖状圆盘结构，固定支架设置在圆盘的凹状中心；所述轮毂盖(1)的直径比车辆轮毂的直径大8-12cm；

所述伪装草(2)为圆环状结构，所述圆环的外径与所述轮毂盖(1)的外径相同，所述圆环的宽度等于轮毂盖(1)和车辆轮毂之间的半径差，以使伪装草(2)粘贴在所述轮毂盖(1)的外圆周上；

所述伪装草(2)由人造草和表面喷涂红外隐身涂料构成形成；

所述人造草为高分子薄膜切割成的仿草形结构，所述高分子薄膜为聚酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜中的一种；所述人造草的厚度为10～50μm，茎叶长度5～40cm；

所述红外隐身涂料为3～5μm和8～14μm波段的低发射率涂料，红外隐身涂料形成的涂层厚度为40～120μm，红外发射率在0.3～0.6之间。

9.一种如权利要求1-8中任一权利要求所述的隐身轮胎装饰盖的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

S1、利用模具制备轮毂盖基材；

S2、轮毂盖各涂层制备：分别制备降温涂料、隔热涂料、雷达吸波涂料、金属涂料和防护层涂料，依次将降温涂料、隔热涂料、雷达吸波涂料、金属涂料和防护层涂料涂覆于所述基材(16)表面，然后，放入固化炉中烘干；

S3、伪装草制备和粘贴：将制备好的伪装草(2)粘贴在轮毂盖(1)的基材(16)的表面。

10.如权利要求9所述的隐身轮胎装饰盖的制备方法，其特征在于，

所述步骤S1中，制备轮毂盖基材的模具为直径大于车辆轮毂直径8-12cm的锅盖状圆盘；

所述步骤S2中，降温涂料层(15)、隔热涂层(14)、雷达吸波涂料层(13)、金属反射层(12)和防护层(11)在基材(16)表面的涂覆采用喷涂的方式实施，在已经喷涂的一层晾干之后再进行下一层的喷涂；

所述步骤S3中，伪装草的制备方法包括：制备好低发射率涂料并喷涂于高分子薄膜表面，待固化后，将涂覆低发射率涂料的高分子薄膜切割成类似于草形的结构，绑扎成4-6cm宽度的圆环垫，然后将圆环垫粘贴在装饰盖的外圈。

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